CN109353427A - 一种模块化agv - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种模块化AGV，包括顶升机构和底部机构，所述底部机构包括骨架组件，骨架组件顶部与顶升机构可拆卸连接，骨架组件底部设有行走组件；骨架组件内部可拆卸设置电气元件盒和电池盒，所述电气元件盒内安装有用于控制顶升机构和行走组件动作的元器件；电池盒内安装有用于运输车的供电电池。本发明AGV整体的模块化和AGV底部机构内部的模块化使AGV更加便于调试和维护。

Description

一种模块化AGV
技术领域
本发明涉及运输作业工具技术领域，具体涉及一种模块化AGV。
背景技术
AGV是Automated Guided Vehicle的缩写，意即“自动导引运输车”，是指装备有电磁或光学等自动导引装置，它能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车，工业应用中不需驾驶员的搬运车，以可充电之蓄电池为其动力来源。一般可透过电脑来控制其行进路线以及行为。AGV以轮式移动为特征，较之步行、爬行或其他非轮式的移动机器人具有行动快捷、工作效率高、结构简单、可控性强、安全性好等优势。升降AGV是在AGV上安装一个升降装置，从而达到承载板能够上下升降的效果。
现有AGV主要存在如下缺点：
1.AGV结构模块化程度低，不便于调试和内部电器元件的更换；现有AGV结构模块化程度低，AGV内部元器件线路混乱，不便于安装维护，往往AGV出现一点小问题，需要将整个AGV进行拆卸维护；
2.对于可升降AGV来说，运用一个顶升装置作用于承载板中心达到升降效果的AGV，在顶升装置与承载板连接处，一般用法兰刚性连接，当承载板上放置货物不均匀时，承载板发生倾斜，从而很容易造成顶升装置卡憋，造成顶升装置的损坏，实际运用能力差；
3.AGV驱动结构现目前大多采用普通轮子、减速机和电机直连或者转折连接方式，该连接结构占用内部空间大，影响AGV整体的尺寸大小。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：现有AGV结构模块化程度低，不便于安装维护，本发明提供了解决上述问题的一种模块化AGV。
本发明通过下述技术方案实现：
一种模块化AGV，包括顶升机构和底部机构，所述底部机构包括骨架组件，骨架组件顶部与顶升机构可拆卸连接，骨架组件底部设有行走组件；骨架组件内部可拆卸设置电气元件盒和电池盒，所述电气元件盒内安装有用于控制顶升机构和行走组件动作的元器件；电池盒内安装有用于运输车的供电电池。
本发明工作原理为，AGV主要由顶升机构和底部机构两部分组成，顶升机构主要完成AGV的升降运动，底部机构主要完成AGV的行走功能，且顶升机构与底部机构可拆卸连接，将AGV功能结构模块化，可以实现同型号AGV机构的互换，方便AGV整体的维护；在底部机构中，设计有电气元件盒和电池盒，可分别设置在车前部和车尾部，电气元件盒里安装控制运输车运动和升降的元器件，电气元件盒能方便的抽离出车体，便于电气元件的接线、维护和更换；电池盒里安装为运输车供电的电池，电池盒也能方便的抽离出车体，便于电池的安装。AGV整体的模块化和AGV底部机构内部的模块化使AGV更加便于调试和维护。
进一步地，所述顶升机构包括顶升支撑板、承载板、螺母副和丝杆；所述顶升支撑板通过螺钉与骨架组件连接；顶升支撑板上通过螺钉固定有螺母副以及驱动螺母副转动的驱动器；螺母副与丝杆螺纹连接适配、以带动丝杆沿螺母副的轴线方向上下直线运动，丝杆的轴向顶端与承载板连接。
升降机构的顶升作用主要通过丝杆和螺母副相互配合完成；具体地，顶升支撑板主要用于固定螺母副及驱动机构，丝杆的轴向顶端固定在承载板上、以限制丝杆的转动运动，在驱动器的作用下驱动螺母副转动运动，通过螺纹适配连接螺母副将转动运动转换为丝杆沿螺母副轴线方向的直线升降运动。
进一步地，所述丝杆的轴向顶端设有球形法兰头，所述球形法兰头的顶面呈弧形凸面，承载板的下板面上设有卡座；球形法兰头伸入卡座内、且球形法兰头的四周外壁与卡座内壁之间间隙配合，球形法兰头的顶面与承载板下板面点接触。
球形法兰头固定于升降机丝杆顶部，球形法兰头与承载板为点接触，卡座可通过法兰盘可拆卸固定在承载板上，球形法兰头安装在卡座内部，并四周都与卡座内壁有一定的距离，保证承载板偏转一定的角度均能正常的工作，不会对升降机丝杆造成很大的变形，避免造成卡憋现象。同时由于丝杆的轴向顶部连接球形法兰头，通过顶升时球形法兰头卡在卡座内不让其旋转限制丝杆的转动运动。
进一步地，所述球形法兰头上靠近边缘处、且沿与顶面垂直的方向上设有切面，所述卡座上用于容纳球形法兰头的内腔室的形状与球形法兰头适配。
在保障承载板偏转一定的角度时球形法兰头的弧形凸面始终与承载板下板面点接触的同时，在球形法兰头上边缘处设置切面结构，以限制球形法兰头与卡座发生周向转动运动，影响丝杆顶升作业。
进一步地，所述顶升支撑板上还设有若干直线轴承，所述承载板上还设有若干导向轴，导向轴的轴向一端通过法兰盘固定在承载板上，导向轴的轴向另一端贯穿直线轴承、且随承载板带动下在直线轴承中沿轴向上下滑动；导向轴沿直线轴承的滑动方向与丝杆的轴线方向平行。
丝杆在带动承载板做上下升降运动的同时，当承载板上放置货物不均匀导致承载板发生倾斜时，导向轴外壁与直线轴承内壁接触用于平衡部分倾斜下压作用力，对丝杆起到一定保护作用。
进一步地，所述顶升支撑板和承载板之间设有若干缓冲支撑板，所述缓冲支撑板通过螺钉固定在升支撑板上。
进一步地，所述行走组件包括若干驱动轮，所述驱动轮包括减速机和胶皮，所述胶皮包覆在减速机周向外壁上，电机的输出端与减速机的输入端固定连接。
本发明AGV的驱动轮主体结构由减速机和胶皮构成，胶皮可通过螺钉固定在减速机上，将电机直接固定在驱动轮上，以电机的输出端与减速机的输入端连接，这样驱动轮整体设计结构大大的节约了AGV内部结构，有效解决了AGV驱动结构占用内部空间大的技术问题。
进一步地，所述减速机上设有车轮连接板，驱动轮整体通过车轮连接板固定在固件组件上。
将驱动轮可通过螺钉固定在车轮连接板上，然后将车轮连接板通过螺栓等可拆卸连接方式固定在骨架组件上，利于AGV整体模块化设计。
进一步地，所述行走组件还包括若干万向轮。
底部机构底端再设置多个万向轮，以辅助驱动轮行走，提高运输车整体行走的稳定性和灵活性
进一步地，所述骨架组件包括上固定板、底盘、以及由若干铝型材连接构成的呈长方体结构的骨架，所述电气元件盒和电池盒分别通过连接板固定在骨架内、且分别靠近轴向两端处，骨架中部设有用于固定行走组件中的驱动轮的安装板；所述上固定板和底盘四周通过支撑柱连接呈长方体结构，所述骨架通过螺钉安装在上固定板和底盘之间。
本发明具有如下的优点和有益效果：
1、本发明工作原理为，AGV主要由顶升机构和底部机构两部分组成，顶升机构主要完成AGV的升降运动，底部机构主要完成AGV的行走功能，且顶升机构与底部机构可拆卸连接，将AGV功能结构模块化，可以实现同型号AGV机构的互换，方便AGV整体的维护；在底部机构中，设计有电气元件盒和电池盒，可分别设置在车前部和车尾部，电气元件盒里安装控制运输车运动和升降的元器件，电气元件盒能方便的抽离出车体，便于电气元件的接线、维护和更换；电池盒里安装为运输车供电的电池，电池盒也能方便的抽离出车体，便于电池的安装。AGV整体的模块化和AGV底部机构内部的模块化使AGV更加便于调试和维护；
2、本发明升降机构的顶升作用主要通过丝杆和螺母副相互配合完成；具体地，顶升支撑板主要用于固定螺母副及驱动机构，丝杆的轴向顶端固定在承载板上、以限制丝杆的转动运动，在驱动器的作用下驱动螺母副转动运动，通过螺纹适配连接螺母副将转动运动转换为丝杆沿螺母副轴线方向的直线升降运动。球形法兰头固定于升降机丝杆顶部，球形法兰头与承载板为点接触，卡座可通过法兰盘可拆卸固定在承载板上，球形法兰头安装在卡座内部，并四周都与卡座内壁有一定的距离，保证承载板偏转一定的角度均能正常的工作，不会对升降机丝杆造成很大的变形，避免造成卡憋现象；
3、本发明AGV的驱动轮主体结构由减速机和胶皮构成，胶皮可通过螺钉固定在减速机上，将电机直接固定在驱动轮上，以电机的输出端与减速机的输入端连接，这样驱动轮整体设计结构大大的节约了AGV内部结构，有效解决了AGV驱动结构占用内部空间大的技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明的整体立体结构示意图；
图2为本发明的底部机构立体结构示意图；
图3为本发明的顶升机构截面结构示意图；
图4为本发明的顶升支撑板俯视结构示意图；
图5为本发明的卡座立体结构示意图；
图6为本发明的球形法兰头立体结构示意图；
图7为本发明的驱动轮立体结构示意图。
附图中标记及对应的零部件名称：1-顶升机构，101-顶升支撑板，102-承载板，103-螺母副，104-丝杆，105-球形法兰头，106-卡座，107-直线轴承，108-导向轴，109-缓冲支撑板，2-底部机构，21-骨架组件，211-骨架，212-上固定板，213-底盘，214-连接板，22-行走组件，221-驱动轮，222-减速机，223-胶皮，224-电机，225-车轮连接板，226-万向轮，23-电气元件盒，24-电池盒，3-螺钉。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。如图1-7所示：
实施例1
本实施例提供了一种模块化AGV，包括顶升机构1和底部机构2，顶升机构1主要完成AGV的升降运动，底部机构2主要完成AGV的行走功能。底部机构2包括骨架组件21，骨架组件21顶部与顶升机构1可拆卸连接，将AGV功能结构模块化，可以实现同型号AGV机构的互换，方便AGV整体的维护；骨架组件21底部设有行走组件22；骨架组件21内部可拆卸设置电气元件盒23和电池盒24，所述电气元件盒23内安装有用于控制顶升机构1和行走组件22动作的元器件，电池盒24内安装有用于运输车的供电电池，便于电气元件的接线、维护和更换、以及便于电池的安装。AGV底部机构内部的模块化和AGV整体的模块化使AGV更加便于调试和维护
实施例2
在实施例1的基础上进一步改进，所述顶升机构1包括长方体结构的顶升支撑板101、长方体结构的承载板102、螺母副103和丝杆104；顶升支撑板101通过螺钉3与骨架组件21连接；顶升支撑板101的几何中心处通过螺钉设有螺母副103以及驱动螺母副103转动的驱动器；螺母副103与丝杆104螺纹连接适配、以带动丝杆104沿螺母副103的轴线方向上下直线运动，丝杆104的轴向顶端与承载板102连接。
实施例3
在实施例2的基础上进一步改进，所述丝杆104的轴向顶端设有球形法兰头105，球形法兰头105包括长轴杆段和杆段一端设置的头部，杆段上开设用于丝杆104端部过渡配合穿入连接的安装孔，球形法兰头105的头部顶面呈弧形凸面，承载板102的下板面上通过螺栓固定有卡座106；球形法兰头105伸入卡座106内、且球形法兰头105的四周外壁与卡座106内壁之间间隙配合，球形法兰头105的顶面与承载板102下板面点接触。球形法兰头105上靠近边缘处、且沿与顶面垂直的方向上设有两个对称的切面，卡座106上用于容纳球形法兰头105的内腔室的形状与球形法兰头105适配，卡座106仰视方向上呈长方形结构。
实施例4
在实施例3的基础上进一步改进，所述顶升支撑板101上靠近四角处共设有四个直线轴承107，直线轴承107通过螺钉固定在顶升支撑板101上开设的穿孔内，承载板102上还设有四个导向轴108，导向轴108的轴向一端通过法兰盘固定在承载板102上，导向轴108的轴向另一端贯穿直线轴承107、且随承载板102带动下在直线轴承107中沿轴向上下滑动；导向轴108沿直线轴承107的滑动方向与丝杆104的轴线方向平行。顶升支撑板101和承载板102之间设有两个对称排布的缓冲支撑板109，所述缓冲支撑板109结构设计及两端与顶升支撑板101和承载板102连接方式。
实施例5
在实施例4的基础上进一步改进，所述行走组件22包括两个并排排布的驱动轮221以及设于驱动轮221前后各两个万向轮226；驱动轮221包括减速机222和胶皮223，胶皮223包覆在减速机222周向外壁上、并用螺钉固定，电机224的输出端与减速机222的输入端固定连接。减速机222通过螺栓固定在车轮连接板225上，驱动轮221整体通过车轮连接板225固定在固件组件21上。行走组件22还包括若干万向轮226。
实施例6
在实施例5的基础上进一步改进，所述骨架组件21包括上固定板212、底盘213、以及由多个铝型材连接构成的呈长方体结构的骨架211；电气元件盒23和电池盒24分别通过连接板214固定在骨架211内，且电气元件盒23位于运输车前端，电池盒24位于运输车后端，骨架211中部即位于电气元件盒23和电池盒24之间的中空腔室内设有用于固定行走组件22中的驱动轮221的安装板、且留有足够空间用于丝杆104升降运动；上固定板212和底盘213四周通过支撑柱连接呈长方体结构，骨架211通过螺钉安装在上固定板212和底盘213之间，电气元件盒23和电池盒24还可通过辅助连接板固定在底盘213上，底盘213上设有用于驱动轮221和万向轮226穿过、且自由活动的穿孔；此外，顶升支撑板101通过螺钉3与上固定板212连接，上固定板212上开设有用于导向轴108穿过的穿孔。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种模块化AGV，包括顶升机构(1)和底部机构(2)，其特征在于，所述底部机构(2)包括骨架组件(21)，骨架组件(21)顶部与顶升机构(1)可拆卸连接，骨架组件(21)底部设有行走组件(22)；骨架组件(21)内部可拆卸设置电气元件盒(23)和电池盒(24)，所述电气元件盒(23)内安装有用于控制顶升机构(1)和行走组件(22)动作的元器件；电池盒(24)内安装有用于运输车的供电电池。
2.根据权利要求1所述的一种模块化AGV，其特征在于，所述顶升机构(1)包括顶升支撑板(101)、承载板(102)、螺母副(103)和丝杆(104)；所述顶升支撑板(101)通过螺钉(3)与骨架组件(21)连接；顶升支撑板(101)上通过螺钉固定有螺母副(103)以及驱动螺母副(103)转动的驱动器；螺母副(103)与丝杆(104)螺纹连接适配、以带动丝杆(104)沿螺母副(103)的轴线方向上下直线运动，丝杆(104)的轴向顶端与承载板(102)连接。
3.根据权利要求2所述的一种模块化AGV，其特征在于，所述丝杆(104)的轴向顶端设有球形法兰头(105)，所述球形法兰头(105)的顶面呈弧形凸面，承载板(102)的下板面上设有卡座(106)；球形法兰头(105)伸入卡座(106)内、且球形法兰头(105)的四周外壁与卡座(106)内壁之间间隙配合，球形法兰头(105)的顶面与承载板(102)下板面点接触。
4.根据权利要求3所述的一种模块化AGV，其特征在于，所述球形法兰头(105)上靠近边缘处、且沿与顶面垂直的方向上设有切面，所述卡座(106)上用于容纳球形法兰头(105)的内腔室的形状与球形法兰头(105)适配。
5.根据权利要求2所述的一种模块化AGV，其特征在于，所述顶升支撑板(101)上还设有若干直线轴承(107)，所述承载板(102)上还设有若干导向轴(108)，导向轴(108)的轴向一端通过法兰盘固定在承载板(102)上，导向轴(108)的轴向另一端贯穿直线轴承(107)、且随承载板(102)带动下在直线轴承(107)中沿轴向上下滑动；导向轴(108)沿直线轴承(107)的滑动方向与丝杆(104)的轴线方向平行。
6.根据权利要求2所述的一种模块化AGV，其特征在于，所述顶升支撑板(101)和承载板(102)之间设有若干缓冲支撑板(109)，所述缓冲支撑板(109)通过螺钉固定在升支撑板(101)上。
7.根据权利要求1所述的一种模块化AGV，其特征在于，所述行走组件(22)包括若干驱动轮(221)，所述驱动轮(221)包括减速机(222)和胶皮(223)，所述胶皮(223)包覆在减速机(222)周向外壁上，电机(224)的输出端与减速机(222)的输入端固定连接。
8.根据权利要求7所述的一种模块化AGV，其特征在于，所述减速机(222)上设有车轮连接板(225)，驱动轮(221)整体通过车轮连接板(225)固定在固件组件(21)上。
9.根据权利要求7所述的一种模块化AGV，其特征在于，所述行走组件(22)还包括若干万向轮(226)。
10.根据权利要求1所述的一种模块化AGV，其特征在于，所述骨架组件(21)包括上固定板(212)、底盘(213)、以及由若干铝型材连接构成的呈长方体结构的骨架(211)，所述电气元件盒(23)和电池盒(24)分别通过连接板(214)固定在骨架(211)内、且分别靠近轴向两端处，骨架(211)中部设有用于固定行走组件(22)中的驱动轮(221)的安装板；所述上固定板(212)和底盘(213)四周通过支撑柱连接呈长方体结构，所述骨架(211)通过螺钉安装在上固定板(212)和底盘(213)之间。
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